Pickering emulsie

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search

'n Pickering emulsie is 'n emulsie wat gestabiliseer word deur soliede deeltjies (byvoorbeeld kolloïdale silika) wat op die tussenvlak tussen twee vloeistoffases adsorbeer. Hierdie tipe van emulsie is vernoem na S.U. Pickering, wat die verskynsel in 1907 beskryf het, alhoewel die effek reeds in 1903 deur Walter Ramsden erken is.[1][2]

As olie en water gemeng word, en klein druppels olie gevorm word en deur die water versprei, sal die druppels uiteindelik saamvloei om die energie van die sisteem te minimeer. As deeltjies van 'n vaste stof egter by die mengsel gevoeg word, sal hulle aan die tussenvlak bind, en verhoed dat die druppels saamsmelt, wat die emulsie meer stabiel maak.

Eienskappe soos hydrofobisiteit, vorm en partikelgrootte kan 'n uitwerking op die stabiliteit van die emulsie hê. Die deeltjie se kontakhoek met die oppervlak van die druppel is 'n kenmerk van sy hydrofobisiteit. As die kontakhoek van die deeltjie aan die tussenvlak laag is, sal die deeltjie grotendeels deur die druppel benat word, en dus waarskynlik nie die samesmelting van druppels verhoed nie. Deeltjies wat gedeeltelik hidrofobies is, en wat dus 'n kontakhoek van ongeveer 90° het, is beter stabiliseerders, omdat hulle deur beide vloeistowwe benat word, en dus beter in die tussenvlak bly. Die stabiliseringsenergie word gegee deur

waar r is die deeltjie se radius is, die tussenvlakspanning, en  die kontakhoek.

Wanneer die kontak hoek ongeveer 90° is, is die energie wat nodig is om die stelsel te stabiliseer op sy minimum.[3] Oor die algemeen is die fase wat by voorkeur die deeltjie benat, die deurlopende fase in die emulsie.

Die stabiliteit van Pickering emulsies kan verbeter word deur die gebruik van amfifiliese "Januspartikels", naamlik deeltjies wat een hidrofobiese en een hidrofiliese kant het, as gevolg van die hoër adsorpsie energie van die deeltjies in die vloeistof-vloeistof tussenvlak.[4] Dit is veral duidelik uit die stabilisering van emulsies met behulp van poliëlektroliete.

Gehomogeniseerde melk is 'n voorbeeld van 'n Pickering-gestabiliseerde emulsie. Kaseïen eenhede word geadsorbeer op die oppervlak van die melkvetdruppels, en tree as 'n benatter op. Die kaseïen vervang die membrane van die druppels, wat tydens homogenisering beskadig word.

Dit is moontlik om lateksdeeltjies vir Pickering stabilisering te gebruik, en hulle dan aan mekaar te laat bind om 'n deurlaatbare dop of kapsule te vorm, die sogenaamde kolloïedosoom.[5] Pickering emulsie druppels is ook geskikte template vir mikro-enkapsulering en die vorming van gesluite, nie-deurlaatbare kapsules.[6] Hierdie vorm van enkapsulering kan ook toegepas word op water-in-water emulsies (dispersies van fase-geskeide waterige polimeeroplossings), en kan ook omkeerbaar wees.[7]

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. “Emulsions”. Journal of the Chemical Society, Transactions 91: 2001. doi:10.1039/CT9079102001. S.U. Pickering, J. Chem. Soc. 91 (1907) 2001
  2. “Separation of Solids in the Surface-layers of Solutions and 'Suspensions'”. Proceedings of the Royal Society of London 72: 156–164. doi:10.1098/rspl.1903.0034. W. Ramsden, Proc. R. Soc. London 72 (1903) 156
  3. (2014) “Stabilization of Thin Films, Foams, Emulsions and Bifluid Gels with Surface-Active Solid Particles”: 277–306. doi:10.1002/9783527631193.ch35.
  4. (2001) “Particles Adsorbed at the Oil−Water Interface: A Theoretical Comparison between Spheres of Uniform Wettability and "Janus" Particles”. Langmuir 17 (16): 4708–4710. doi:10.1021/la0103315.
  5. (2002) “Colloidosomes: Selectively Permeable Capsules Composed of Colloidal Particles”. Science 298 (5595): 1006–1009. doi:10.1126/science.1074868.
  6. Joris Salari (12 May 2011). "Pickering emulsions, colloidosomes &micro-encapsulation". Slideshare. 
  7. (2008) “Microcapsules from Self-Assembled Colloidal Particles Using Aqueous Phase-Separated Polymer Solutions”. Langmuir 24 (5): 1644–1647. doi:10.1021/la703441e.